植物学

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植物学是一门研究植物形态解剖、生长发育、生理生态、系统进化、分类以及与人类的关系的综合性科学,是生物学的分支学科。

历史[编辑]

人类对植物的认识最早可以追溯到旧石器时代,人类在寻找食物的过程中采集了植物的种子、莖、根和果实。植物学的创始人是提奥夫拉斯图(Theophrastus),在他的著作《植物历史》(也称《植物调查》)中将植物进行了分类。 1世纪希腊医生迪奥斯克里德斯(Dioscorides)的著作《药物论》(De Materia Medica)为以后药用植物的使用奠定了基础。1593年中国明朝李时珍也完成了《本草纲目》的编写。17世纪末英国生物学家雷确立了现代植物分类的基本原理。17世纪,出现了各式各样的显微镜,开创了植物解剖学的研究,随后植物生理学植物胚胎学也得到进一步的发展,到19世纪中期植物学各分支学科已基本形成。

中国近代植物植物分类学的奠基人是胡先骕,编写了中国第一部中文《高等植物学》,发现了中国的“活化石”水杉,并将其命名。

早期的植物学[编辑]

一个植物学家的传统工具

植物学的历史包括几个早期文明的著作与植物分类。例如古代印度的宗教著作,古代琐罗亚斯德教的著作,[1]及古代中国的著作.秦汉时期的《神农本草经》是中国最早的药用植物志。[2] 古希腊亚里士多德的学生泰奧弗拉斯托斯(前371–前287)被视为植物学的创始人。[3] 他发明并描述了许多现代植物学的原理。[4]他的两个主要著作--《植物历史》和《植物本原》是古代和中世纪的植物学的重要组成部分,其后的17个世纪一直占重要的地位。[5][4][6] 1世纪希腊医生迪奥斯克里德斯(Dioscorides)的著作《植物志》(De Materia Medica),是一本共5卷的药草百科全书,对其后的1500多年有广泛的影响。[7]中世纪的伊斯兰世界的著作包括Ibn WahshiyyaNabatean Agriculture, Abū Ḥanīfa Dīnawarī的 (828–896) Book of Plants,和Ibn BassalThe Classification of Soils。13世纪早期,Abu al-Abbas al-Nabati和Ibn al-Baitar(d. 1248)也有植物学的著作[8][9][10]

早期的现代植物学[编辑]

Crantz的Classis cruciformium, 1769

德国医生Leonhart Fuchs(1501–1566)是三位德国植物学之父之一,其余两位是Otto Brunfels(1489–1534)和Hieronymus Bock(1498–1554) 。[11][12]

Valerius Cordus(1515–1544)1546年所写的Dispensatorium药典中的经典著作.[13] Conrad von Gesner(1516–1565)和Nicholas Culpeper(1616–1654)也写了药用植物的著作. Ulisse Aldrovandi(1522–1605)被认为是“自然历史之父”,他的研究内容包括植物. 1665年, 罗伯特·胡克從樹皮切了一片軟木薄片,並放到自己發明的顯微鏡觀察到了细胞[14]1690年英国的雷(J.Ray)首次给物种下定义,依据花和营养器官的性状进行分类,并用一个分类系统处理了18000种植物。[5] 1935年,林奈出版了《自然系统》一书,在这本书中,林奈把自然界分成植物界、动物界和矿物界,并将动物和植物按纲、目、属、种、变种5个等级归类,特别是他在1953年发表的《植物种志》中对7300种植物正式使用了双名法进行命名。[15][16]

随着植物解剖学植物形态学及生命周期的知识的发展,人们意识到植物间的亲缘不止是林奈所描述的那样。 Adanson(1763), 安托万·罗兰·德朱西厄(1789)和奥古斯丁·彼拉姆斯·德堪多(1819)所提出的分类系统调整得到广泛的接受。进化论中的自然选择概念的提出,使人们开始了植物的进化关系和系统发育分类的研究。[17][18]

馬蒂亞斯·雅各布·施萊登1838年发表了《植物发生论》(Grundzuge der Wissenschaftlichen),书中指出细胞是植物的结构单位,这本书对植物学有很大的影响。[19] 卡尔·路德维希·韦尔登诺分析了种子散布与分布,植物种群,地质历史的影响之间的联系,并开创了植物地理学. 1831年罗伯特·布朗发现了细胞核.[20]

现代植物学[编辑]

近30多年来,分子生物学和近代技术科学,以及数学、物理学、化学的新概念和新技术被引入到植物学领域,植物学科在微观和宏观的研究上均取得了突出成就,无论在研究的深度和广度上都达到了一个新的水平。[21]当今相当多的新知识都是从研究模式植物而来的,如拟南芥。这种十字花科的杂草物种是最早的基因组测序植物之一。水稻基因组相对较小,同时國際水稻基因定序工程也把它定为重要的谷物//单子叶植物模型。[22] 另一个草物种Brachypodium distachyon也是一个有助理解遗传学,细胞学和分子生物学的实验模型。[23] 对其他重要的商业主粮如小麦, 玉米, 大麦, 黑麦御谷大豆都有基因组测序。其中部分植物对基因组测序是一个挑战,因为他们的染色体中有两个以上的单倍体[24]。另外,一种绿色水藻Chlamydomonas reinhardtii作为模式生物,给细胞生物学提供了重要的知识。[25]

研究领域与重要性[编辑]

分子生物学, 遗传学生物化学级别到細胞器, 细胞, 组织, 器官,个体,植物种群,植物群落等方面都是对植物的研究范畴。在这些研究分支上的植物学家可能会涉及分类学解剖学形态学,以及生理学等方面。[26]

以前所有生命都被分成动物或植物,[27]而植物学就是专门研究那些动物以外的生物。 现在植物的定义是通过光合作用从太阳光中获得能量的生物,或者是无叶绿素的寄生植物. 而以前植物学则包括细菌真菌地衣,非绿藻水藻和病毒。不过植物学家仍很关注这些物种,而真菌和原生生物也包含在植物学课程内。[28][29]

对植物的研究是很重要的,因为植物是生物的基本组成部分,他们生产人类和其他生物赖以生存的氧气食物。此外,植物能防止土壤侵蚀而且对水文循环有极大影响 。[30] 古植物学是研究古植物化石记录的分支学科。普遍认为在地球的早期历史中,光合作用植物产生的氧气改变了古代地球的全球大气环境.[31]

人体营养[编辑]

几乎所有的食物都来自植物(直接或间接),例如大米

生命过程的基本原理[编辑]

药物和原料[编辑]

环境改变[编辑]

生态学[编辑]

进化[编辑]

A Punnett square depicting a cross between two pea plants heterozygous for purple (B) and white (b) blossoms

生理学[编辑]

结构[编辑]

分类学[编辑]

研究对象[编辑]

植物解剖和形態[编辑]

水稻水稻植株的根,莖,葉和花的形態是19世紀的示意圖

植物解剖學是研究植物細胞和組織的結構,而植物的形態是其外部形式的研究。所有的植物是多細胞真核生物,其儲存在細胞核中的DNA。


注釋[编辑]

  1. ^ Iyer 2009, p. 117.
  2. ^ 北京市园林学校 1990, p. 10.
  3. ^ 中国数字植物标本馆 2006.
  4. ^ 4.0 4.1 Greene 1909, pp. 140–142.
  5. ^ 5.0 5.1 周云龙 2004, p. 10.
  6. ^ Bennett & Hammond 1902, p. 30.
  7. ^ Mauseth 2003, p. 532.
  8. ^ Dallal 2010, p. 197.
  9. ^ Panaino 2002, p. 93.
  10. ^ Levey 1973, p. 116.
  11. ^ National Museum of Wales 2007.
  12. ^ Yaniv & Bachrach 2005, p. 157.
  13. ^ Sprague 1939.
  14. ^ Waggoner 2001.
  15. ^ 周云龙 2004, p. 11.
  16. ^ Capon 2005, pp. 220–223.
  17. ^ Ereshefsky 1997, pp. 493–519.
  18. ^ Gray & Sargent 1889, pp. 292–293.
  19. ^ Morton 1981, p. 377.
  20. ^ Harris 2000, pp. 76–81.
  21. ^ 周云龙 2004, p. 12.
  22. ^ Devos & Gale 2000.
  23. ^ University of California-Davis 2012.
  24. ^ 这种情况称作多倍体,在植物中很常见
  25. ^ Ben-Menahem 2009, p. 5370.
  26. ^ Ben-Menahem 2009, p. 5368.
  27. ^ Chapman et al. 2001, p. 56.
  28. ^ Capon 2005, pp. 10–11.
  29. ^ Mauseth 2003, pp. 1–3.
  30. ^ Gust 1996.
  31. ^ Cleveland Museum of Natural History 2012.

參考文獻[编辑]

  • Bold, H. C. et al. 1987. Morphology of plants and fungi, 5th ed. NY: HarperCollins Publisher. 912 pp. ISBN 0-06-040839-1

网络来源[编辑]

书籍与期刊[编辑]

科普[编辑]

学术研究[编辑]

环境植物学
植物生理学
  • Bowsher, Caroline G.; Steer, M. W.; Tobin, A. K. Plant Biochemistry 2nd. New York: Garland Science, Taylor & Francis. 2008. ISBN 0-8153-4121-0. 
  • Buchanan, Bob B.; Gruissem, Wilhelm; Jones, Russell L. Biochemistry & Molecular Biology of Plants. West Sussex, England: John Wiley & Sons. 2000. ISBN 0-943088-39-9. 
  • Fitter, Alastair H.; Hay, Robert K. M. Environmental Physiology of Plants 3rd. New York: Harcourt Publishers, Academic Press. 2001. ISBN 0-12-257766-3. 
  • Lambers, Hans; Chapin III, Francis Stuart; Pons, Thijs Leendert. Plant Physiological Ecology. New York: Springer Science. 1998. ISBN 0-387-98326-0. 
  • Lawlor, David W. Photosynthesis 3rd. New York: Garland Science. 2000. ISBN 1-85996-157-6. 
  • Salisbury; Ross, Cleon W. Plant Physiology 4th. Belmont, CA: Wadsworth Publishing. 1992. ISBN 0-534-15162-0. 
  • Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardo. Plant Physiology. Redwood City, CA: Benjamin/Cummings Publishing. 1991. ISBN 0-8053-0245-X. 
    • Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardo. Plant Physiology 3rd. Sunderland, MA: Sinauer Associates. 2002. ISBN 0-87893-823-0. 
    • Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardo. Plant Physiology 4th. Sunderland, MA: Sinauer Associates. 2006. ISBN 0-87893-856-7. 
    • Taiz, Lincoln; Zeiger, Eduardor. Plant Physiology 5th. Sunderland, MA: Sinauer Associates. 2010. ISBN 0-87893-866-4. 

外部链接[编辑]

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